在大多數(shù)活體動物中，卵細胞比精細胞大得多。例如，在人類中，一個雞蛋是精子細胞體積的1000萬倍。
在一項新的研究中，西北大學的研究人員發(fā)現(xiàn)競爭和自然選擇驅(qū)使了這種奇怪的尺寸差異。
通過數(shù)學建模，研究人員考慮了使用外部受精繁殖原始物種的進化時間。在該模型中，較大的生殖細胞或配子具有競爭優(yōu)勢，因為它們可以容納更多的養(yǎng)分來形成潛在的合子。但是，較小的配子需要較少的資源即可制作，從而減輕了對母體的壓力。
該研究的資深作者丹尼爾·艾布拉姆斯(Daniel Abrams)表示：“有機物要么需要生產(chǎn)最多的配子，要么需要最小的配子，以使用最少的資源。”“我們認為，基于關(guān)于性生殖如何工作以及自然選擇如何工作的合理假設(shè)，這種大小差異幾乎是不可避免的。”
艾布拉姆斯(Abrams)是西北大學麥考密克工程學院的工程科學和應(yīng)用數(shù)學教授。約瑟夫·約翰遜(Joseph Johnson)，博士學位該論文的第一作者是艾布拉姆斯實驗室的候選人。論文作者是Abrams實驗室的本科生Nathan White和Alain Kangabire。
西北團隊的模式始于同性配偶，這是一種原始狀態(tài)，在這種狀態(tài)下，所有配子的大小都大致相同，并且尚不存在明顯的性別。然后，研究小組開發(fā)并應(yīng)用了一個簡單的數(shù)學模型，以顯示同性婚姻如何過渡到同性婚姻，即配子變得非常小或非常大的狀態(tài)-今天與生物性別相關(guān)的精子和卵子的前身。
在該模型中，異性戀從競爭中脫穎而出，可以在資源有限的環(huán)境中生存。如果配子在大小上超過鄰居，則更有可能生存，從而導致有利于越來越大配子的“軍備競賽”。但是有機體自身不需要越來越多的資源就無法產(chǎn)生許多性細胞。但是，他們可以
艾布拉姆斯說：“在有性生殖出現(xiàn)的早期，配子是對稱的。但這就是對稱性破裂的地方。”“我們最終得到了一些專門用于大型配子的生物，而另一些則專門用于小型配子。”
艾布拉姆斯說，還有一個奧秘是為什么今天仍然存在一些同性異性戀物種。例如，某些類型的藻類和真菌可以無性繁殖或?qū)ΨQ交配。
艾布拉姆斯說：“關(guān)于異性戀現(xiàn)象如何出現(xiàn)的理論不同，一直追溯到查爾斯·達爾文。”“進化生物學的問題很難測試，因為我們只能研究當今的物種。我們看不到數(shù)十億年前的樣子。使用數(shù)學模型可以產(chǎn)生新的見解和理解。”
標簽： 卵細胞
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